JP3006525U - 不飽和透水性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は土壌の透水性を測定する不飽和透水
性測定装置である。 【構成】 可動軸の他端に試料ホルダとメスシリンダを
取付け、該試料ホルダに試料筒を保持する試料保持容器
を取付け、自動圧力調整装置を有したバッフアタンクと
定水位制御装置を有した定水位槽を上下動可能に取付け
て定水位槽とバッフアタンクを連通して分岐した連通管
に接続するマノメ−タの下端に、試料筒に連通したテン
シオメ−タを連結し、各試料保持容器の上部体と前記定
水位槽を給水栓を介して連通して試料保持容器の下部体
とメスシリンダを夫々集水栓を介して連通し、メスシリ
ンダとバッフアタンクとをバッフアタンクの下部に設け
た排気栓を介して連通する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、土壌の透水性を測定する不飽和透水性測定装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、田畑や果樹園又は山林に於いて、土壌の性質、特に透水性を知ることは 農作物の育成又は山林の大雨による山崩れ防止を図るために非常に大切である。 土壌の透水性とは、土壌がその体内を通じて水に流路を与え、流動を行わせる能 力をいい、土壌体内での水の流動は条件によってあらゆる方向に行われるが、通 常、水が土壌の外部から内部へ流入する場合（例えば、降雨のあと土壌の表層か ら下層への水の移動）とか、土壌の内部から外部へ流出する場合（例えば、表層 土が乾燥するにつれて生ずる下層からの水が上昇）をいう。

【０００３】 この土壌の透水性を測定する場合、現場で測定する方法と現場の土壌をサンプ リングして持帰り、室内で自然環境と同じ条件を作って測定する方法とがある。 しかし、現場での測定は時間がかかり、時間の経過と共に気象条件が変化して正 確な測定が困難であること及び測定場所の足場条件等が悪い場合があること等か ら、現場の土壌をサンプリングして室内で測定する方法が行われている。

【０００４】 図１に示す如く、従来の室内で土壌を測定する測定器１は、現場から採取した 自然状態のまま持ち帰った土壌（不飽和土壌）を試料筒２に収容する。ここで土 壌の不飽和とは、土壌中の孔隙内の空気が大気と通じていることを言う。この試 料筒２の上下両面に素焼板で形成したフイルタ３を筒保持体４を介して取付ける と共に、該筒保持体を加圧試料室６内に位置させる。この加圧試料室６は上部に 着脱可能に取付ける蓋体７をねじ８で止めて密封可能に形成してある。この蓋体 ７にはマリオット９から試料筒２に水を供給するための管１０を取付け、該加圧 試料室の下部には試料筒２内を透過した水を受ける排水管１３を取付け、試料筒 ２の一側には試料の保水性を測定するテンシオメ−タ１５を取付けてある。この テンシオメ−タ１５の一端を加圧試料室６の外部に設置したマノメ−タ１６に連 結する連通口１７を有すると共に該加圧試料室６内を必要に応じて加圧又は減圧 するため、圧力調節装置１８を介在してパイプ１９によりコンプレッサ（図示せ ず）に連結してある。

【０００５】 測定器１で土壌の透水性を測定する場合、採取した土壌を加圧試料室６内に位 置させた後、密封してコンプレッサ（図示せず）から圧力調整装置１８を介して 加圧試料室６内に一定の圧力を加えて一定時間を放置し、ついで、マリオット９ から試料筒２内に流入する水の量と、排水管１３からメスシリンダ１４に流出す る水の量と、テンシオメ−タ１５およびマノメ−タ１６によって計測される土壌 の保水量を夫々計って測定するものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

土壌の透水性を測定する測定器１は、土壌を加圧試料室６内に収容して測定す るため、一度に多くの試料を測定することが出来ず非能率的である。また、測定 には時間がかかるので、一度に多くの試料を測定する場合、測定器が多数必要と なり大変不経済である。更に、測定には試料を加圧試料室６内に収容して加圧試 料室６を密封するため試料の出し入れ作業に手数がかかり不便であった。

【０００７】 本考案は、一台の測定装置で複数の試料を同時に測定することができ、試料の 着脱作業を容易にすることにより作業能率を向上させて測定が簡単にでき、加圧 試料室を必要としないため構造を簡単にして安価に提供することを目的とする

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、基台の前面に設けたパネル板に複数の支持部とマノメ−タを夫々取 付け、該支持部には一端を上下動可能に取付けた可動軸の他端に試料ホルダとメ スシリンダを取付けてあり、該試料ホルダには試料筒を保持する試料保持容器を 取付け、前記パネル板の裏面に設けた一方の支柱には自動圧力調整装置を有した バッフアタンクを取付け、他方の支柱には定水位制御装置を有する定水位槽を上 下動可能に取付け、この定水位槽とバッフアタンクを連通して分岐する連通管に 接続した前記マノメ−タの下端には先端が前記試料筒に連通するテンシオメ−タ を連結し、前記各試料保持容器の上部体と前記定水位槽とを給水栓を介して連通 し、各試料保持容器の下部体と各メスシリンダを夫々集水栓を介して連通して各 メスシリンダと前記バッフアタンクとをバッフアタンクの下部に設けた排気栓を 介して連通することを特徴とする。また、試料保持容器は、内部をテ−パ状に形 成した開口部に係止段部と通孔を設けると共に該通孔に連結する管口を設けた上 部体と、同じく内部をテ−パ状に形成した開口部に係止段部と排水口とを設けて 該排水口の下端に管口を設けた下部体とからなり、夫々多孔質の素焼き又はセラ ミック製のフイルタを収容したパッキンと、中央に試料筒を挿通する筒孔と該筒 孔の一端に係止段部を有した係止リングとを取付けたことを特徴とする。さらに 、メスシリンダの上端には、入水口と排気口を有するインジエクタを着脱可能に 取付けたことを特徴とする。また、定水位槽は、上面開口部にゴム栓を着脱可能 に取付け、前面中央に水位センサを取付け、該水位センサの一端と定水位制御装 置とを電気的に接続して該定水位制御装置と定水位槽の下部に設けた止水栓とを 電磁弁を介して連通し、同じく定水位槽の下部に設けた給水栓と前記試料保持容 器の上部体を連通することを特徴とする。

【０００９】

【作用】

夫々飽和状態にした試料筒の上下に、同じく飽和状態にした試料保持容器の上 部体及び下部体を取付けて各試料ホルダに装着し、テンシオメ−タの一端をこの 試料筒の側壁に連結し、定水位槽から上部体への給水栓を開口すると共に、バッ フアタンクの排気栓を開口する。さらに、自動圧力調整装置をＯＮにして大気圧 とほぼ同じ圧力をバッフアタンクからメスシリンダを介して下部体方向から試料 に供給し、この定水位槽の上部体を介して試料筒上方から浸入した水は負圧によ り一定時間を経て下部体からインジエクタを介してメスシリンダ内に流入させる 。測定は定水位槽から試料筒内に流入する水の量と下部体からメスシリンダ内に 流出する水の量及びテンシオメ−タにより示されるマノメ−タの値を読んで行い 、水は試料中を層流状態で流れているとしてダルシ−の法則を適用して計算によ り測定する。

【００１０】

【実施例】

本考案を実施例の図面に基づいて説明すると、図２、３は測定装置２１の外観 を示すもので、幅方向を長尺に形成した基台２２の上部前面にパネル板２３を設 け、該パネル板の後方には対をなす支柱２４を平行に設けてある。図３において 、このパネル板２３の前面には一定間隔毎に複数の支持部２５を設け、一端を該 支持部２５に上下動可能に取付けた可動軸２６の他端に、断面コ字形に形成した 試料ホルダ２７とメスシリンダ２８を夫々取付け、各支持部２５に隣接して上下 方向に長尺なマノメ−タ３２を夫々位置して取付けてある。この基台２２に設け たパネル板２３の後側に設けた複数の支柱２４の一方には定水位槽３５を上下方 向に移動可能に取付け、他方の支柱２４にバッファタンク４３を取付けてある。

【００１１】 図３、４において、３３は夫々試料筒７０の側壁に設けた孔（図示せず）に着 脱可能に取付けるテンシオメ−タで、一端を前記マノメ−タ３２の下端に連結し て試料を測定する際に、該テンシオメ−タの先端を試料筒の側壁に設けた孔に差 込んで土壌の保水性を測定する。図３に示す前記定水位槽３５の上面に、槽内の 圧力を調整をするためのゴム栓３６を着脱可能に取付け、該定水位槽の後部に水 位センサ３７を取付けてある。この水位センサ３７の一端と定水位制御装置４２ （図４）とを電気的に接続すると共に、該定水位制御装置４２と定水位槽３５の 下部に設けた止水栓３８を電磁弁３９を介して連通し、定水位センサ３７の感知 により定水位制御装置４２を作動させて電磁弁３９を開閉することにより定水位 槽３５内に送水できる。同じく、定水位槽３５の下部に取付けた給水栓４０と後 記する試料保持容器５１（図３）の上部体５２に設けた管口５６を夫々パイプで 連結してある（図７）。

【００１２】 図４に示すバッフアタンク４３は、上部に設けた中継栓４４を介して定水位槽 ３５と連通パイプ４５で連通し、該連通管の中間部で分岐して中間にマノメ−タ 栓４６を取付けてある。マノメ−タ栓４６に連結した各マノメ−タ３２の上端に 夫々連通してバッフアタンク４３の上部に設けた減圧栓４７と、コンプレッサ（ 図示せず）より送気される圧縮空気の圧力を調節する自動圧力調整装置５０とを 連結してある。またバッファタンク４３の下部に設けた複数の排気栓４８は、各 排気栓と前記メスシリンダ２８のインジエクタ２９に取付けた排気口３１を夫々 連通してある（図２）。

【００１３】 図５、６は前記試料ホルダ２７に着脱可能に取付ける試料保持容器５１を示し 、内部に試料（不飽和土壌）を収容した試料筒７０の上下両面に上部体５２と下 部体５８を取付けてある。上部体５２は、内部をテ−パ−状に形成した開口部５ ３の下端に係止段部５４を設け、上方に設けた通孔５５の一端に管口５６を設け てある。この係止段部５４には多孔質の素焼板又はセラミック製の板材からなる フイルタ６８を設けたパッキン６７と、試料筒７０が挿通する筒孔６４と、該筒 孔６４に前記パッキン６７を係止する段部６５を設けた係止リング６３とを夫々 ねじ６９で固定してある。下部体５８は、内部をテ−パ−状に形成した開口部５ ９の上方に係止段部６０を設け、該係止段部の下端に管口６１を取付けてある。 この係止段部６０に多孔質の素焼板又はセラミック製の板材からなるフイルタを 設けたパッキン６７を位置し、試料筒７０を挿通する筒孔６４と該筒孔にパッキ ン６７とを係止する段部６５を設け、係止リング６３を夫々ねじ６９ａで固定し てある。パッキン６７に着脱可能に取付けるフイルタ６８は、負圧又は土壌の種 類によって密度の相違するフイルタを数種類用意しておけば簡単に交換して使用 することができる。

【００１４】 以下、実施例の作用について説明すると、図７において、測定装置２１を用い て土壌水分の透水性を測定する場合、測定を正確に行うため予めテンシオメ−タ ３３、フイルタ６８内の気体を脱気水内で抜いて飽和状態にする。ついで、上部 体５２（パッキン及び係止リングを取付けたもの）及び下部体５８（パッキン及 び係止リングを取付けたもの）も脱気水に浸し、下部体５８を脱気水に浸した状 態で自動圧力調整装置５０をＯＮにして負圧をかける。この負圧力をバッファタ ンク４３からメスシリンダ２８を通って下部体５８に作用し、脱気水水が下部体 ５８内を通ってメスシリンダ２８内に流入してきたら集水栓６２を閉じる。この 下部体５８を脱気水から取り出して試料ホルダ２７に載せ、下部体５８上に脱気 水を張った後、飽和状態にした試料を入れた試料筒７０をこ の下部体５８上に 載せ、上方から上部体５２を被せて試料ホルダ２７に取付ける。ここで脱気水と は気泡を除去した水を意味し、例えば水をガスコンロ等で沸騰させてから冷却し た水など、液体中から気泡を排除した水をいう。

【００１５】 次いで、飽和状態にしたテンシオメ−タ３３を試料筒７０の側壁に設けた孔（ 図示せず）に連結し、定水位制御装置４２をＯＮにして定水位槽３５に水を供給 し、該定水位槽３５の自由水面位置を試料ホルダ２７より高い位置に引き上げて 該定水位槽３５内を大気圧に開放し、該定水位槽３５から上部体５２に脱気水を 満杯に供給する。上部体５２に水を満たした後、定水位槽３５に設けた開口部に ゴム栓３６をして密封する。さらに、バッフアタンク４３の中継栓４４と下部体 ５８の集水栓６２を夫々開口し、定水位槽３５の自由水面位置を上部体５２のフ イルタ６８の上端位置に合わせて、メスシリンダ２８のインジエクタ２９の水口 ２９ａと下部体５８のフイルタ６８の下端位置を夫々合わせる。

【００１６】 測定する場合、自動圧力調節装置５０を目的の圧力に設定した後、全ての栓を 開口して自動圧力調整器のスイッチをＯＮにして吸引を開始する。設定圧は低い 方から徐々に圧力を高めて測定するもので、一定時間おきにメスシリンダ２８の 流量とマノメ−タ３２の値とを読み、その値が安定したら流量とマノメ−タの読 み値及び経過時間を測定する。測定する際には、吸引圧や測定土壌の種類によっ てはフイルタ６８を交換することにより適正な測定を行うことができる。

【００１７】

【考案の効果】

請求項１の考案は、基台のパネル板の前面に取付けた複数の試料ホルダに夫々 複数の試料を内蔵した試料筒の上下に下部体と上部体を装着して一度に複数の試 料を同時に測定することができ、土壌測定を能率的に行うことができる。 請求項２の考案は、試料保持容器がフイルタ収容したパッキンと係止リングを 夫々取付けて形成した上部体と下部体とで形成してあるため、試料筒への装着が 簡単で能率的である。 請求項３の考案は、メスシリンダにインジケ−タを設けたことにより、負圧に よって吸引されて水をメスシリンダ内に流入させ、排気圧を排気栓から排出する ことができるので試料筒を密封する加圧試料室を不要にし、操作が簡単であるた め能率的に作業を行うことができ、装置の構造が簡単で安価に製造できる。 請求項４の考案は、定水位槽に定水位制御装置を設けたことにより測定中の圧 力変化が生じた場合でも常に一定水位を保つことができ、簡単に正確な土壌測定 を能率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の測定器を示した配置図である。

【図２】本考案に係る測定装置の正面図である。

【図３】本考案に係る測定装置の側面図である。

【図４】定水位槽、バッフアタンクと自動圧力調整装置
及び定水位制御装置の関係を示した説明図である。

【図５】一部破断した試料保持容器の分解図である。

【図６】試料保持容器の組立図である。

【図７】測定装置全体の配管図である。

【図８】測定状態を示す要部簡略図である。

【符号の説明】

２１ 測定装置 ２２ 基台 ２３ パネル板 ２４ 支柱 ２５ 支持部 ２６ 可動軸 ２７ 試料ホルダ ２８ メスシリンダ ２９ インジエクタ ３２ マノメ−タ ３３ テンシオメ−タ ３５ 定水位槽 ４２ 定水位制御装置 ４３ バッフアタンク ４５ 連通管 ４８ 排気栓 ５０ 自動圧力調整装置 ５１ 試料保持装置 ５２ 上部体 ５８ 下部体 ６２ 集水栓 ６３ 係止リング ６７ パッキン ６８ フイルタ ７０ 試料筒

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台の前面に設けたパネル板に複数の支
   持部とマノメ−タを夫々取付け、該支持部には一端を上
   下動可能に取付けた可動軸の他端に試料ホルダとメスシ
   リンダを取付けてあり、該試料ホルダには試料筒を保持
   する試料保持容器を取付け、前記パネル板の裏面に設け
   た一方の支柱には自動圧力調整装置を有するバッフアタ
   ンクを取付け、他方の支柱には定水位制御装置を有した
   定水位槽を上下動可能に取付け、この定水位槽とバッフ
   アタンクを連通して分岐する連通管に接続した前記マノ
   メ−タの下端には先端が前記試料筒に連通するテンシオ
   メ−タを連結し、前記各試料保持容器の上部体と前記定
   水位槽とを給水栓を介して連通し、各試料保持容器の下
   部体と各メスシリンダを夫々集水栓を介して連通して各
   メスシリンダと前記バッフアタンクとをバッフアタンク
   の下部に設けた排気栓を介して連通した不飽和透水性測
   定装置。
2. 【請求項２】 試料保持容器は、内部をテ−パ状に形成
   した開口部に係止段部と通孔を設けると共に該通孔に連
   結する管口を設けた上部体と、同じく内部をテ−パ状に
   形成した開口部に係止段部と排水口とを設けて該排水口
   の下端に管口を設けた下部体とからなり、夫々多孔質の
   素焼き又はセラミック製のフイルタを収容したパッキン
   と、中央に試料筒を挿通する筒孔と該筒孔の一端に係止
   段部を有した係止リングとを取付けた請求項１に記載の
   不飽和透水性測定装置。
3. 【請求項３】 メスシリンダの上端には、入水口と排気
   口を有するインジエクタを着脱可能に取付けた請求項１
   又は２に記載の不飽和透水性測定装置。
4. 【請求項４】 定水位槽は、上面開口部にゴム栓を着脱
   可能に取付け、前面中央に水位センサを取付け、該水位
   センサの一端と定水位制御装置とを電気的に接続して該
   定水位制御装置と定水位槽の下部に設けた止水栓とを電
   磁弁を介して連通し、同じく定水位槽の下部に設けた給
   水栓と前記試料保持容器の上部体を連通する請求項１〜
   ３のいずれかに記載の不飽和透水性測定装置。